CHƯƠNG 3: CÁC PHẦN TỬ QUAN TRỌNG MÁY THU VÔ TUYẾN
3.7.2. ADC Sigma-Delta (Σ ∆)
Các bộ chuyển đổi Σ- Δ sử dụng các kỹ thuật định dạng tạp âm theo đó tạp âm lượng tử băng cơ sở từ một ADC được lấy quá mẫu được đưa trở lại đến đầu vào của ADC (Hình 3.19). Điều này tạo ra ở tần số thấp hơn, mật độ thấp phổ của tạp âm lượng tử thấp hơn, và ở tần số cao hơn thì mật độ thấp phổ của tạp âm lượng tử sẽ cao hơn, và sẽ được tạo ra với việc tăng tần số lấy mẫu. Khi các tần số với hầu hết tạp âm rơi vào bên ngồi băng tần quan tâm, có thể đạt được dải động ADC hữu ích lớn hơn.
Hình 3.72: Định hình tạp âm bậc một
Kỹ thuật này cho phép độ lợi phân giải tín hiệu đạt được có thể được giảm từ việc tăng tần số lấy mẫu cần thiết lên 4 lần trên mỗi độ lợi bit đơn được nói trong phần 2.4.4.3. Một bộ chuyển đổi delta-sigma bậc nhất có thể đạt được thêm 1.5 bit phân giải nếu tăng gấp hai lần tần số lấy quá mẫu. Nhiều phần có thể được phân tầng. Một bộ chuyển đổi bậc hai cung cấp 2.5bit phân giải cho mỗi lần tăng gấp đôi độ phân giải trong khi một bộ chuyển đổi bậc thứ ba cung cấp 3.5 bit phân giải cho mỗi lần tăng gấp đơi độ phân giải.
Hình 3.73: Tạp âm lượng tử sigma delta
Các vịng bit đơn bậc cao hơn có thể trở nên khơng ổn định với thay đổi nhanh chóng của tín hiệu đầu vào. Điều này là bởi vì độ lợi hiệu quả khối so sánh chốt bit đơn thay đổi phụ thuộc vào kích thước của tín hiệu đầu vào gây ra sự khơng ổn định lặp. Các bộ chuyển đổi ADC Σ-Δ đa bit cần các thành phần ADC và DAC phức tạp hơn. Tuy nhiên, chúng cho phép một dãy động cao hơn đối với một tỷ số lấy quá mẫu cho trước và bậc của bộ lọc vòng lặp. Điều này cho phép sử dụng một vòng lặp bậc thấp hơn.
Ngồi ra có thể đạt được sự ổn định vịng lặp bằng cách phân tầng nhiều vịng tín hiệu như trong bộ chuyển đổi MASH Σ - Δ. Để có được hiệu suất tuyến tính tốt và khơng có sự phát sinh các tần số khơng xác thực thì u cầu sự phù hợp giữa các tầng tương tự và số.
Trong khi hình 3.20 cho thấy tạp âm lượng tử được giảm thiểu gần DC, giá trị 0 trong đáp ứng bộ lọc vịng lặp có thể được sử dụng để giảm thiểu tạp âm tại các tần số khác. Một sự loại bỏ băng thay vì đáp ứng tạp âm thơng cao có thể được tạo ra. Đây là điều đặc biệt hữu ích trong các máy thu IF thấp.
Bằng cách lựa chọn tỷ lệ lấy quá mẫu khác nhau, cùng một kiến trúc bộ điều chế delta-sigma có thể thích ứng với các băng thơng tín hiệu, dãy động, tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR) khác nhau, và các yêu cầu điều biến qua lại bị áp đặt bởi nhiểu chuẩn RF có thể được tìm thấy trong máy thu phát kết hợp UMTS và GSM. Ví dụ một bộ chuyển đổi ADC Σ-Δ có thể cho phép các bộ lọc tương tự tần số cố định được sử dụng. Trong khi việc nhận UMTS các bọ lọc tương tự có thể cung cấp việc lọc kênh quan trọng cho phép tín hiệu được lấy mẫu tại độ phân giải tương đối thấp, trong khi ở
mẫu với độ phân giải cao hơn nhiều. Độ phân giải bổ sung cho phép ADC đối phó với khối lớn.